抗冲击瓦结构舰船毁伤效能评估研究

针对舰船毁伤效能评估问题,进行了抗冲击瓦结构舰船毁伤效能评估方法研究。研究结果显示,炸药爆炸威力及目标易损性构成了不可偏废型舰船毁伤效能评价指标体系,爆炸威力赋值可通过炸药TNT当量及舰船排水量计算得出,抗冲击瓦抗毁伤性能评估值可采用灰色层次分析法计算,采用文中给出的毁伤效能计算方法能够实现抗冲击瓦结构舰船毁伤效能的量化评估。     

非理想炸药水下爆炸载荷传输特性对气背板结构响应的不确定度研究

为准确评估非理想炸药水下爆炸载荷传输过程中不确定度对舰船结构的毁伤效果的影响程度,该文采用误差分析理论推导出非理想炸药水下爆炸载荷中峰值压力和时间衰减常数的不确定度对气背板结构初期响应的影响规律。结合理想炸药与非理想炸药水下爆炸试验数据,研究结果表明:非理想炸药水下爆炸冲击波峰值压力和时间衰减常数的不确定度明显高于理想炸药的载荷不确定度,并且能够对0.01 m厚度的气背钢板结构初期响应产生7%~9%的相对不确定度,在评估非理想炸药水下爆炸对舰船结构毁伤效果时值得注意。     

舰船缩比模型水下非接触爆炸载荷测量与分析

合理设置舰船缩比模型海上毁伤试验工况,有效考核舰船抗冲击性能和兵器毁伤效能的同时,减小舰船模型的毁伤程度。通过测量和分析模型在不同装药量和不同爆炸初始深度的爆炸载荷试验数据,确定爆源布放深度与表面反射及海底边界条件等对冲击波压力和气泡脉动影响的关系,为分析舰船冲击环境及水下非接触爆炸数值仿真数据输入提供思路。     

爆破战斗部水中兵器爆炸威力评定方法研究

为确定爆破战斗部水中兵器爆炸威力评定方法,正确反映水中兵器作战性能和毁伤目标能力,基于某舰船缩比模型的海上爆炸试验,以标准TNT药球作为爆源,根据试验实测的冲击波压力数据和气泡脉动数据,分析对比目前爆破战斗部水中兵器爆炸威力评价的常用方法,即冲击波压力峰值推算法和战斗部爆炸相对能量评估方法,计算装药的TNT当量。结果表明:战斗部爆炸相对能量评估方法具有更高精度,可作为爆破战斗部水中兵器爆炸威力评定的通用方法。     

不同类型炸药水下爆炸时冰层损伤特性研究EI北大核心CSCD

为了探究水下爆炸冲击波与气泡脉动载荷联合作用下冰层损伤特性以及不同类型含能炸药水下爆炸对冰层损伤特性。采用动力学分析软件LS-DYNA中的任意拉格朗日欧拉(ALE)法建立了计算水下爆炸气泡动力学模型及水下爆炸冰-水全耦合模型,考虑了冲击波载荷及复杂的气泡载荷耦合全过程;在此基础上,分析了烈性奥克托今炸药(HMX)及不同铝氧比黑索金炸药(RDX)对冰层损伤特性的影响。研究结果表明:计算模拟结果与试验结果吻合良好,验证了计算模型的有效性;揭示了水下爆炸冲击波和气泡载荷联合作用下的冰层损伤机理;HMX炸药对冰层的损伤威力更强,RDX(0.36)比RDX(0)、RDX(0.16)、RDX(0.63)对冰层产生的毁伤效应要强,其与TNT对冰层造成的毁伤效应强度接近。依据研究结果冲击波载荷是造成冰层损伤区域大小的主要毁伤元素,而气泡载荷主要影响冰层毁伤区域的破碎形态;根据不同毁伤目标应用特性,调节炸药配方比,改变冲击波能与气泡能的输出结构,可实现冰层的不同毁伤模式。     

一种爆破型战斗部近场非接触爆炸威力分析方法研究

选取鱼雷战斗部装药量为修正变量,以实测和仿真计算得到的多个测点的加速度峰值为依据构建目标函数,基于水下爆炸理论和声固耦合方法建立鱼雷战斗部对舰船的近场水下非接触爆炸毁伤模型。通过迭代计算得到与舰船实际毁伤情况较为接近的鱼雷战斗部装药量,进而反映该鱼雷的爆炸威力。该分析方法结合试验数据,综合考虑了舰船结构特征与鱼雷战斗部特征,提高了结果的准确性及可靠性。     

模拟破片杀伤战斗部空爆冲击波与高速破片群联合作用的等效试验方法

破片杀伤战斗部空爆冲击波与高速破片群联合毁伤作用下目标结构的毁伤特性、防护效能等是当前防护领域的热点和难点,但目前的试验研究手段和方法存在不足,为此,提出采用等效缩比战斗部(其原理为炸药爆炸驱动预制破片分散)来模拟破片杀伤战斗部,可作为进行空爆冲击波与高速破片群对防护结构的联合毁伤作用的实验方法。在确定防御目标战斗部、防御目标弹丸和几何缩尺比的基础上,根据爆炸力学相关经验公式,提出了求解等效缩比战斗部的装药和预制破片的相关参数的等效计算方法。该等效试验方法考虑了多破片侵彻的增强效应以及与爆炸冲击波的联合毁伤增强效应,且等效计算方法参数较少、简单实用。     

船用柴油机抗冲击试验中测点布设方法研究

为有效评估舰船抗冲击试验中柴油机的冲击环境及其抗冲击性能,该文选取某型柴油机为研究对象,基于计算多体动力学理论,结合有限元方法,对其依次进行多刚体动力学、刚柔混合多体动力学、冲击动力学建模。基于建立的模型,计算得到舰载柴油机遭受水下爆炸冲击时加速度、位移时程曲线及曲轴的应力分布。结合毁伤理论,分析计算结果中不同参数的分布规律,给出柴油机抗冲击测量中不同测量参数的测点位置选取,为实际测量方案的制定奠定基础。整个建模和分析过程不失一般性,可应用于其他舰载机械设备。     

一种改进的水下爆炸冲击波信号修正方法

爆炸载荷是舰船抗冲击设计和分析的基础,爆炸冲击波是表征炸药威力的一个关键物理量。在水下爆炸试验中,由于PCB138A50型电气石水下传感器在高频段存在失真,使得水下爆炸自由场压力信号存在上升沿、峰值失真的情况。当爆源与测点的水平距离远大于测点深度时,测点接收的信号需考虑反射波影响,一般会出现水面截断,形成驼峰现象。这都会使压力信号的冲击波能量计算产生误差,进而影响舰船的抗冲击分析。文章用Jensen提出的方法修正峰值,使用Cole函数对冲击波进行拟合修正。经对比,Cole函数拟合法比传统的指数拟合法修正后的冲击波能量更接近于试验炸药冲击波能量的理论值。     

抗冲瓦的优化设计研究

敷设于舰船湿表面上的抗冲瓦可以有效提高舰船的抗水下爆炸冲击性能。本文从抗冲瓦的结构拓扑参数方面来研究其抗冲击特性,讨论了不同强度冲击载荷下抗冲瓦的优化设计区域,提出了拓扑结构、应力平台与结构密度三参数优化设计方法,最终给出了一种较为优化的结构形式。     

舰员抗冲击地砖动力学分析

抗冲击地砖具有超弹性大孔隙率蜂窝薄壁结构。建立抗冲击地砖的周期性薄壁结构单胞模型，进行冲击响应分析。结果表明，抗冲击地砖在压缩过程中具有明显的应变平台期，能够在一定载荷范围内提供足够的支撑刚度；在载荷强度达到一定值时，该结构能够被迅速压溃，产生瞬态大变形而吸收冲击能量。因此，抗冲击地砖是一种理想的舰员冲击防护手段。     

舰载电子设备抗冲击设计概要

舰载电子设备是舰船信息化建设的基础,在实际工作环境中,不可避免地会受到水下爆炸冲击作用,如果结构设计不当,将使其受到损害以至失效。从舰船冲击环境和电子设备的抗冲击要求出发,概要性地提出舰载电子设备抗冲击设计的基本原则,指出在电子机柜设计、冲击下工程材料的动态特性及采用隔振器进行抗冲击防护设计三方面的要点,并对采用冲击试验机对舰载电子设备抗冲击能力进行考核时冲击试验机的选择和相关冲击标准进行介绍。     

基于装备损伤概率的舰艇动力系统安全性分析

考虑舰艇损害管制过程中人员因素对系统的影响，运用马尔科夫链对人员操作引起的舰艇动力系统损伤概率进行修正，根据修正后的毁伤概率，建立概率危险性评估模型，引入危险度指标，对动力系统在遭受武器攻击情况下的危险度进行了计算，并依据计算结果对系统安全度进行评定。     

声学覆盖层对潜艇抗水下爆炸能力的影响研究

为提高潜艇的隐身性能,潜艇壳体表面常敷设声学覆盖层结构.声学覆盖层常设有各类空腔等特殊结构形式,在受到水下爆炸冲击波时,空腔很容易产生变形并吸收能量,对潜艇的抗冲击性能产生影响.采用复合板单元的等效方法,针对敷设声学覆盖层的潜艇的抗冲击性能进行研究,得到了声学覆盖层对潜艇破坏环境、冲击环境的影响规律.研究表明,声学覆盖层将增加艇体结构对冲击波能量的吸收,使潜艇的破坏环境变坏,并使潜艇典型部位的设计冲击谱增大,但随着声学覆盖层的敷设方式不同,典型部位的设计冲击谱变化也各不相同.     

敷设声学覆盖层的板架结构抗冲击性能数值计算研究

为提高潜艇的隐身性能,通常在潜艇非耐压壳板外表面敷设消声瓦,在耐压壳体的外表面敷设隔声去耦瓦,在耐压壳体内表面敷设"阻尼层"(以上三种结构统称为多种声学覆盖层);由于声学覆盖层含有空腔的特殊结构形式,该空腔结构形式在受到爆炸冲击波时,腔体将产生变形并吸收能量,这将严重影响潜艇的抗冲击性能。因此,针对敷设声学覆盖层的板架结构的吸能性能进行研究,找出了覆盖层空腔结构变形、速度及加速度与冲击波能量吸收之间的关系,得到敷设声学覆盖层板架结构的抗冲性能;并对声学覆盖层结构进行优化,在此基础上,给出兼具抗冲和隔振功能的声学覆盖层结构设计及性能参数的优化建议。     

水下爆炸作用下固支多层片组结构的塑性毁伤研究

为研究固支多层片组结构在水下爆炸作用下的毁伤行为,以能量法为基础,建立了典型多层片组结构在水下爆炸冲击波作用下的塑性响应模型,给出了一定爆炸载荷迎面作用下固支多层片组结构的塑性变形以及剪切断裂毁伤计算方法。利用AUTODYN仿真软件,对不同工况下固支多层片组结构的毁伤进行了仿真研究,并开展了水下爆炸毁伤试验,测试了水下爆炸冲击波参数和多层片组结构的毁伤情况。结合数值模拟和试验结果可知,该理论模型可以很好的预测多层片组结构的毁伤破坏情况,包括其塑性变形层数、剪切破坏层数和最大破坏深度,为水下多层防护结构抗冲击设计提供了一定的依据。     

抗冲瓦的结构研究及创新设计

建立带弹性基础的抗冲瓦的仿真模型,考虑基体材料的超弹性与粘弹性,对冲击载荷下抗冲瓦的抗冲击性能进行分析。着重讨论相对密度,棱边长度,拓扑形状等结构参数对瓦的抗冲击性能的影响规律。结果表明,相对密度越小,瓦的低频抗冲击性能越好;棱边长度越短,瓦的低频抗冲击性能要更好;圆孔结构抗冲瓦的低频抗冲击性能较好,而在中、高频段,反蜂窝结构抗冲瓦的抗冲击性能较好。根据分析结论,对抗冲瓦进行优化,设计出具有优异抗冲击性能的双层结构抗冲瓦。     

现场混装炸药做功能力试验方法研究

做功能力是衡量炸药性能的一个重要指标,现场混装炸药的爆轰感度相对较低,其爆炸性能测试需要大药量的试验方法,故现场混装炸药的做功能力目前还没有较好的测试方法。为了研究现场混装炸药的做功能力,利用弹道抛掷试验测试了现场混装乳化炸药、现场混装铵油炸药和现场混装重铵油炸药分别在不同类型起爆药起爆下的做功能力。结果表明：弹道抛掷法试验药量较大,可以满足用起爆药起爆现场混装工业炸药的条件;通过多次测试对比,发现测试结果几乎不受起爆药做功的影响,测试数据精度高,结果可靠,能够满足测试现场混装工业炸药做功能力的技术条件。